انواع بتن؛ طبقه بندی، موارد استفاده و خصوصیات آن

طرح اختلاط بتن

یعنی تعیین نسبت مخلوط شدن اجزای مختلف بتن که می توان با آن به ترکیب درست سیمان، سنگدانه‌ها، آب و مواد افزودنی برای ساخت بتن طبق مشخصات مورد نظر برسیم. تعیین طرح اختلاط دارای مراحل زیر است:

• اول: انتخاب اسلامپ
• دوم: انتخاب اندازه حداکثر سنگدانه‌ها
• سوم: تخمین آب مخلوط
• چهارم: انتخاب نسبت آب به سیمان
• پنجم: محاسبه مقدار سیمان
• ششم: تخمین مقدار سنگدانه های درشت
• هفتم: تخمین مقدار سنگدانه ریز
• هشتم: تنظیم رطوبت بتن

مشخصه های بتن

عیار: میزان سیمان استفاده شده بر حسب کیلوگرم در هر متر مکعب بتن، مثلاً بتن با عیار ۳۵۰ بیانگر استفاده از ۳۵۰ کیلوگرم سیمان در یک متر مکعب بتن است.

مقاومت فشاری بتن  Fc

مقاومت فشاری هر ماده یعنی مقاومت در برابر خرابی تحت بار فشاری. مقاومت فشاری بتن براساس نتیجه آزمایش تعیین مقاومت فشاری تعیین می‌شود که روی نمونه‌های استاندارد مکعبی و یا استوانه‌ای صورت می گیرد.  واحد مقاومت فشاری بتن،کیلوگرم بر سانتیمترمربع، مگاپاسکال، کیلوپوند بر اینچ مربع و … می‌باشد. در آیین‌نامه‌ی بتن ایران، مقاومت فشاری با علامت fc و برحسب نیوتن بر میلی‌متر مربع (مگا پاسکال) آورده شده است که مقاومت مشخصه‎ی نمونه‌ی استوانه‌ای به ارتفاع ۳۰ و قطر قاعده‌ی ۱۵ سانتیمتر در سن ۲۸ روزه می‌باشد.

مقاومت کششی بتن Ft

معمولاً بتن به گونه‌ای طراحی نمی‌‌شود که تنش کششی مستقیمی را تحمل کند، اما دانستن مقاومت کششی بتن برای تخمین باری که ترک‌ها در آن گسترش می‌یابند مورد توجه قرار می‌گیرد. عدم وجود ترک برای دوام سازه های بتنی و جلوگیری از خوردگی فولاد اهمیت دارد.

مقاومت کششی بتن در سازه‌های بتنی غیر مسلح مانند سدها و روسازی جاده‌ها و فرودگاه‌ها بر اساس مقاومت خمشی که در برگیرنده مقاومت کششی است طراحی می‌شود. آزمایش تعیین مقاومت کششی معمولاً بر روی نمونه استوانه انجام می‌گیرد.

مقاومت خمشی بتن Fr

در آزمایش مقاومت خمشی بتن، قابلیت تیر یا دال بتنی غیر مسلح را به لحاظ مقاومت در برابر شکست ناشی از خمش مورد ارزیابی قرار می‌دهند. نتایج آزمایش مقاومت خمشی بتن به صورت مدول گسیختگی بیان می‌شود و با  واحد مگاپاسکال یا پوند بر اینچ مربع نشان داده می‌شود.

مطالعه بیشتر : سقف کوبیاکس یا دال دو محوره

انواع نمونه ها

• نمونه‌های مکعبی
  نمونه‌های استوانه‌ای
  مقاومت نمونه‌های مکعبی در ابعاد استاندارد برابر با ۰٫۸ مقاومت نمونه‌های استوانه‌ای است.

انواع مقاومت

• مقاومت بتن بر اساس مقاومت اولیه و مقاومت نهایی مطرح می‌شود.
  مقاومت اولیه، برای سیمان های معمولی همان مقاومت ۷ روزه است که تعیین می‌شود.
  مقاومت نهایی، که در اکثر آیین نامه ها بیان شده است، مقاومت ۲۸ روزه بتن است.
  مقاومت ۷ روزه تقریبا ۰٫۷۵ مقاومت ۲۸ روزه است.

‌کارایی بتن‌

قابلیت حمل، ریختن، جاگیری، متراکم کردن و پرداخت بتن که به عواملی همچون ‌روانی‌، شکل قالب، تراکم میلگردها و تجهیزات مورد استفاده بتن ریزی وابسته است.

روانی بتن (اسلامپ)

‌روانی‌ قابلیت جاری شدن بتن تازه را می گویند و با اسلامپ تعیین می‌شود.

اسلامپ به آزمایشی برای کارایی بتن می‌گویند که با انجام آن آزمایش روانی بتن را برحسب میلیمتر (یعنی شل یا سفت بودن آن را) اندازه می‌گیریم.

افزودنی‌های بتن

افزودنی های بتن موادی هستند که اندکی قبل از اختلاط یا در هنگام اختلاط به مخلوط بتن اضافه می‌شوند،

مواد افزودنی اگر بر یکی از خواص بتن تاثیر بگذارد افزودنی تک منظوره است در غیر اینصورت افزودنی چند منظوره می‌باشد.

انواع مواد افزودنی تک منظوره

• مواد افزودنی کاهنده آب (روان کننده)
• مواد افزودنی کاهنده آب قوی (فوق روان کننده)
• مواد افزودنی زود سخت کننده
• مواد افزودنی حباب ساز
• مواد افزودنی نگهدارنده آب
• مواد افزودنی کاهنده جذب آب
• مواد افزودنی کندگیر کننده
• مواد افزودنی زود گیر کننده
• افزودنی های کندگیرکننده زمان گیرش بتن را به تاخیر می‌اندازندکه در موارد زیر کاربرد دارد:

اجرای بتن ریزی در هوای گرم، بتن ریزی حجیم، حمل بلندمدت بتن، بتن ریزی در سازه‌های با تراکم بالا، جلوگیری از درز اجرایی در بتن و …

• افزودنی‌های زودگیر کننده یا تسریع کننده سخت شدگی بتن را تسریع می‌کند و مقاومت اولیه بتن را بالا می‌برد. استفاده از زودگیر کننده‌ها عموماً در بتن ریزی در شرایط هوای سرد و شاتکریت صورت می‌گیرد.

انواع مواد افزودنی چند منظوره

• مواد افزودنی کند گیر کننده/ روان کننده
• مواد افزودنی زود گیر کننده/ روان کننده
• مواد افزودنی کندگیر کننده/ فوق روان کننده

روان کننده یک افزودنی شیمیایی در بتن است که به عنوان کاهنده آب و بالا برنده عدد اسلامپ بتن به کار برده می‌شود. روان کننده نقش‌های مفیدی در بتن دارد که یکی از موارد آن حفظ یکپارچگی بتن و توزیع مناسب سیمان است.

 انواع بتن

۱. بتن معمولی

ترکیب سنگدانه‌ها و سیمان‌های معمولی تیپ یک تا پنج پرتلند است و با وزن ویژه ۲۲۰۰ تا ۲۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب ساخته می‌شود.

۲.بتن سبک

بتن با چگالی کمتر از ۱۹۲۰ کیلوگرم بر متر مکعب که شامل مواد طبیعی مانند پومیس و اسکوریا، مواد مصنوعی مانند شیل‌ها و مواد فرآوری شده مانند پرلیت و ورمیکولیت است.

ویژگی : هدایت حرارتی آن بسیار کم است.

کاربرد: بسته به ترکیب آنها، برای عایق بندی حرارتی، برای محافظت از سازه‌های فلزی و در عرشه های پل با دهانه طولانی و حتی به عنوان بلوک های ساختمانی نیز استفاده می‌شوند.

۳.بتن با چگالی بالا (بتن سنگین)

چگالی بین ۳۰۰۰-۴۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب متغیر است.

این نوع بتن‌ها با استفاده از سنگ های خرد شده با چگالی بالا به عنوان سنگدانه های درشت تهیه می‌شوند. در میان چنین موادی، باریت رایج ترین ماده است که وزن مخصوص آن ۴.۵ تن بر مترمکعب است.

ویژگی: محافظت خوبی از هر نوع تشعشعی دارند.

کاربرد: آنها بیشتر در نیروگاههای اتمی و سایر ساختارهای مشابه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۴.بتن مسلح

در این نوع بتن از فولاد در اشکال مختلف به عنوان تقویت کننده استفاده می‌شود تا تحمل تنش های کششی بالایی داشته باشد. آرماتور فولادی به شکل میلگرد و مش تمام اشکال قابل تصور ریخته می‌شود.

۵.بتن پیش ساخته

این نوع بتن در کارخانه در قالب‌ها ریخته و عمل آوری می‌شود.

ویژگی: بتن با کیفیت بالا، مقاومت زیاد، عدم نیاز به قالب بندی و قیمت نسبی پایین ساخت.

کاربرد: برای تولید دال‌های کف، بلوک‌ها، جداول راهسازی، پی نرده‌های حصار، تیرهای پلها و دیوارها و غیره

مطالعه بیشتر : سازه‌ها و خانه‌های پیش ساخته

۶.بتن پیش تنیده

نوع خاصی از بتن مسلح است که در آن میلگردهای تقویت کننده قبل از تعبیه در بتن کشیده می‌شوند و با رهاسازی آنها پس از بتن ریزی، در بتن تنشهای فشاری اولیه ایجاد می‌گردد.

ویژگی: این نوع چیدمان باعث می شود که قسمت زیرین تیرهای بتن آرمه نیز در برابر تنش مستحکم تر باشد و از بروز ترک در آن جلوگیری شود. خطر ایجاد ترکهای تنشی در قسمتهای پایین تیرها بطور چشمگیری کاهش می‌یابد.

کاربرد: برای ساخت پل‌ها، سازه های تحت بارهای سنگین و تیرهای با دهانه بزرگ به کار می‌رود.

۷.بتن هوادار

در این ویژه در آن هوا به شکل هزاران ذره یکنواخت توزیع می‌شود. حجم هوا، ممکن است بین ۳-۶ درصد بتن باشد.

ورود هوا با اضافه کردن مقدار کمی از مواد کف کننده یا گاز ساز در مرحله اختلاط حاصل می‌شود. اسیدهای چرب ، الکلهای چرب و رزینها برخی از عوامل متداول ایجاد کننده هوا هستند.

ویژگی: بتن هوادار از مقاومت بیشتری در برابر سایش و انجماد و ذوب برخوردار دارد.

۸.بتن شیشه ایی

از شیشه بازیافت شده در بتن به عنوان سنگدانه استفاده می‌شود.

ویژگی: عایق حرارتی بهتری را ارائه می دهد و همچنین از نظر ظاهری نسبت به انواع دیگر جذابیت دارد.

۹.بتن سخت شونده سریع

ویژگی: زمان سخت شدن آن بسیار کم است، فقط در چند ساعت می توان آن را سخت کرد.

کاربرد: در جاهایی که کار باید سریع انجام شود استفاده می‌شود. این نوع بتن بیشتر در ساخت و سازهای زیر آب و در تعمیر جاده ها استفاده می‌شود.

۱۰.بتن آسفالتی

بتن آسفالتی ترکیبی از سنگدانه ها و آسفالت است و به آسفالت نیز معروف است.

ویژگی: فقط در یک ساعت می‌توان آن را سخت کرد. این دلیل استفاده گسترده آن در جاده ها است.

کاربرد: آنها در روسازی بزرگراه‌ها، فرودگاه‌ها و همچنین روکش جاده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۱۱.بتن آهکی

در این نوع بتن از آهک به عنوان ماده اتصال دهنده سنگدانه ها استفاده می‌شود. قبل از اختراع سیمان ، بیشتر بتن مورد استفاده بتن آهکی بود.

کاربرد: بتن آهکی در کف، گنبد و غیره استفاده می‌شود.

۱۲.بتن غلتکی

این بتن بیشتر به عنوان ماده پر کننده استفاده می‌شود.

ویژگی: مقدار سیمان بسیار کمی در این نوع بتن استفاده می‌شود. ارزش مقاومتی کمی دارند و بتنی لاغر هستند  و با کمک وسایل سنگین مانند غلطک ها فشرده می‌شوند.

کاربرد: نوع بتن غلتکی در کارهای ساختمانی به کار می‌رود نوع دیگر از آن در ساخت سدها و سازه های حجیم مانند دیوارهای جای پایه‌های سنگین و خاکریزها که در آن ها مقاومت زیاد مورد نیاز نیست بکار می‌رود.

۱۳.بتن تمبری(طرح دار)

بیشتر برای اهداف معماری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بتن تمبری با شکل‌های متفاوت در سازه های بتنی برای به دست آوردن طراحی ظاهری جذاب  استفاده می‌شود.

۱۴.بتن پمپ شده

پمپ مورد استفاده برای اهداف انتقال از مواد سفت و سخت یا انعطاف پذیر ساخته شده است تا بتن را به راحتی تخلیه کنید.

ویژگی: بتنی که پمپاژ می شود لازم است درصد آب بالاتری داشته باشد تا خاصیت روانی بتن را بهبود ببخشد. اگر بتن با مقاومت بالایی مورد نیاز باشد باید مواد افزودنی خاصی بجای آب اضافی بکار برده شود.

کاربرد: بتن پمپ شده برای ساختمان‌های مرتفع استفاده می‌شود که انتقال بتن به غیر از پمپ کار آسانی نیست.

۱۵.بتن خلاء

در این نوع مقدار بیشتری آب به مخلوط بتن اضافه می‌شود و سپس مخلوط داخل قالب ریخته می‌شود. سپس آب اضافی با کمک پمپ خلاء از بتن خارج می‌شود. به همین دلیل به آن بتن خلاء گفته می‌شود.

این روش برای بدست آوردن مقاومت اولیه بتن استفاده می شود. این مقاومت در مدت زمان ۱۰ روز نسبت به ۲۸ روز بتن معمولی به دست می‌آید.

کاربرد: استفاده از این نوع بتن، برای سازه های بتنی است که می‌خواهند زودتر آماده شود.

۱۶.بتن شاتکریت (پاشیده)

در آن بتن یا ملات با فشار و سرعت بالا بر روی سطح پاشیده می‌شود تا لایه‌ای متراکم و مقاوم ایجاد گردد.

کاربرد: اجرای عملیات بتنی مانند احداث دیواره‌های حائل، تونلها، احداث استخرها و برکه های بتنی، مخازن بتنی بزرگ، لاینینگ تونل‌ها سازه های بتنی با اشکال نامنظم و عملیات تعمیرات سازه‌هایی بتنی مانند تعمیرات، تقویت، بهینه سازی، مرمت، کارهای هنری و تزئینی، تثبیت پوشش های محافظ.

۱۷.بتن الیافی(FRC)

در آن از الیاف فولادی به قطر ۱۰ تا ۲۰ میکرون و طول ۱۰ تا ۵۰ میلی متر استفاده می‌شود. الیاف مقاومت کششی، انعطاف پذیری و سایر خصوصیات را افزایش می‌دهند.

الیاف ممکن است از مواد مختلفی مانند فولاد، پلیمر، شیشه، کربن یا حتی الیاف طبیعی مانند الیاف درخت نارگیل باشد.

کاربرد: به عنوان روکش مخصوص آسفالت در پل‌ها، فرودگاه ها و طبقات ساختمان‌های صنعتی استفاده شده است.

بتن مسلح با الیاف همچنین می تواند در مکانهایی مورد استفاده قرار گیرد که مقاومت بیشتری در برابر ترک خوردگی لازم داشته باشد.

۱۸.بتن با مقاومت بالا

مقاومت آن بیش از ۴۰ مگاپاسکال است. برای تولید بتن اعلا بهینه سازی اجزای اصلی تشکیل دهنده بتن بسیار مهم می‌باشد. مانند انتخاب سیمان پرتلند با کیفیت بالا، نسبت آب به سیمان مناسب و نسبت مصالح سنگی مخلوط با سیمان بهینه باشد. بتن با کارایی بالا برای دستیابی به برخی از خواص خاص در بتن مانند مقاومت بالا، کوچک شدن سطح ،خود تراکم، مقاومت در برابر آتش شدید و غیره استفاده می‌شود.

۱۹.بتن پلیمری

در بتن پلیمری سنگدانه‌ها به جای سیمان با پلیمر متصل می شوند. تولید بتن پلیمری در کاهش حجم حفره های بتن در کل کمک خواهد کرد.  در این روش کم ترین فضای خالی و بیشترین چگالی حاصل می‌شود.

۲۰.بتن اسفنجی

برای اسفنجی کردن بتن دو روش زیر کاربرد دارد:

• بتن گازی، در اثر یک واکنش شیمیایی که موجب ایجاد گاز در ملات می‌شود به دست می‌آید و پس از سخت شدن، تعداد زیادی حباب های گاز در آن باقی می‌ماند.

کاربرد: در ساختمان برای ساخت دیوارهای جدا کننده داخلی و خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• بتن کفی، با اضافه نمودن مواد کف زا به بتن، بتن اسفنجی را می توان ساخت.

کاربرد: بعنوان عایق حرارت ، پر کننده حفاری ها، بخش میانی پانل‌های ساندویچی و کابردهای ژئوتکنیکی مورد استفاده قرار می‌‌گیرد.

برای شناخت انواع بتن باید بدانیم که هر کدام برای شرایط کارگاهی و نیازهای متفاوتی طراحی و ساخته شده، مطالعات انجام شده در این زمینه منجر به تولید انواع مختلفی شده که عملکرد و کاربرد های متنوعی را در شرایط مختلف از خود نشان می دهند.

منابع:

https://theconstructor.org/concrete/types-concrete-applications/19779/